JP4878358B2

JP4878358B2 - 光ｓｓｂ変調器

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Publication number: JP4878358B2
Application number: JP2008145142A
Authority: JP
Inventors: 稔久藤原; 浩二菊島
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2008-06-02
Filing date: 2008-06-02
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2028-06-02
Also published as: JP2009294263A

Description

本発明は、電気信号によって変調された光信号を得る光変調器に関し、特に、片側の側波帯を抑圧して出力する光ＳＳＢ変調器に関する。

光変調器には、光の強度を変調する強度変調方式が広く知られている。この強度変調方式には、両側の側波帯を出力する方式、いわゆる光ＤｏｕｂｌｅＳｉｄｅｂａｎｄ（光両側側波帯：本明細書中、「ＤｏｕｂｌｅＳｉｄｅｂａｎｄ」を「ＤＳＢ」と略記する。）変調方式と、片側の側波帯を抑圧して出力する光ＳｉｎｇｌｅＳｉｄｅｂａｎｄ（光片側側波帯：本明細書中、「ＳｉｎｇｌｅＳｉｄｅｂａｎｄ」を「ＳＳＢ」と略記する。）変調方式とがある（非特許文献１及び非特許文献２参照）。

光ＤＳＢ変調方式では、光信号伝送を行うと、光ファイバの分散（ＣｈｏｍａｔｉｃＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）によって、波形が歪み、また、その振幅が増減してしまい、伝送距離に制限を受けてしまうという欠点がある。しかし、光ＳＳＢ変調方式では、光信号伝送を行っても、光ファイバの分散によっては、波形は変形せず、また、その振幅が一定となり、伝送距離に制限を受けないという利点がある。

これまでに、光ＳＳＢ変調を得るには、移相器を用いる方法と、光フィルタを用いる方法とが知られている。図１は従来の移相器を用いた光ＳＳＢ変調器のブロック構成図である。光ＳＳＢ変調器１０は、ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＦｅｅｄｂａｃｋ（分布帰還型「ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＦｅｅｄｂａｃｋ」を「ＤＦＢ」と略記する。）レーザ１１と、マルチキャリア信号発生器１２と、９０度移相器１３と、ｌｉｔｈｉｕｍｎｉｏｂａｔｅＭａｃｈ−Ｚｅｈｎｄａｒ（「ｌｉｔｈｉｕｍｎｉｏｂａｔｅＭａｃｈ−Ｚｅｈｎｄａｒ」を「ＬＮ−ＭＺ」と略記する。）光変調器１４とを備えて構成されている。

ＤＦＢレーザ１１は、図２の光スペクトル図に示す波長１５５９ｎｍの光キャリアのレーザ光ＬをＬＮ−ＭＺ光変調器１４へ出力する。マルチキャリア信号発生器１２は、周波数ｆｓ＝１１．７２７ＧＨｚ〜１１．９９６ＧＨｚの衛星（ＢＳ：ＢｒｏａｄｃａｓｔＳａｔｅｌｌｉｔｅ）信号キャリアである電気信号としてのＢＳ−ＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）マルチキャリア信号ＲＦを９０度移相器１３へ出力する。

マルチキャリア信号発生器１２は、図３に示すように、ＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号発生器１２ａと、ミキサ１２ｂ、信号発生器１２ｃ及びＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１２ｄを有するアップコンバータ１２ｅとを備えて構成されている。

この構成によって、ＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号発生器１２ａから発生される低周波の中間周波数信号であるＢＳ−ＩＦ（ｌｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）マルチキャリア信号ＩＦを、アップコンバータ１２ｅにおいて、信号発生器１２ｃから発生される一定周波数ｆ_０＝１０．６７８ＧＨｚの高周波信号ＨＳとミキサ１２ｂで混合する。この混合信号のうち所定周波数の信号をＢＰＦ１２ｄを通過させることで、高周波の高周波信号であるＢＳ−ＲＦマルチキャリア信号Ｃに変換して出力している。但し、ＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦ及びＢＳ−ＲＦマルチキャリア信号ＲＦは、８つのキャリア信号であるとする。

９０度移相器１３は、ＢＳ−ＲＦマルチキャリア信号ＲＦに９０度の位相差をつけて分岐し、この分岐されたＢＳ−ＲＦマルチキャリア信号ＲＦ０とＢＳ−ＲＦマルチキャリア信号ＲＦ９０とをＬＮ−ＭＺ光変調器１４へ入力する。なお、ＬＮ−ＭＺ光変調器１４への入力の際、ＢＳ−ＲＦマルチキャリア信号ＲＦ０とＢＳ−ＲＦマルチキャリア信号ＲＦ９０との電力の位相の調整が行われているとする。

ＬＮ−ＭＺ光変調器１４は、レーザ光Ｌの光強度を変調するためにレーザ光Ｌが通過する分岐導波路の各々にＢＳ−ＲＦマルチキャリア信号ＲＦ０，ＲＦ９０が印加される電極１４ａ，１４ｂが配置されると共に、バイアス電圧Ｖｂが印加される電極１４ｃが、電極１４ａが配置された導波路に配置されて構成されている。

このような構成において、電極１４ａ，１４ｂにＢＳ−ＲＦマルチキャリア信号ＲＦ０，ＲＦ９０が印加されることにより、図２に符号Ｌａ１で示すように、レーザ光Ｌの片側の側波帯がサイドバンド抑圧度（ＳＳＲ：ＳｉｄｅｂａｎｄＳｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎＲａｔｉｏ）で抑圧されて必要な側波帯Ｌｂが残る。

このように、入力レーザ光Ｌの光強度が変調され、この変調により図２に示す光スペクトルの変調信号光Ｌ１が出力されるが、この変調信号光Ｌ１を得る際、９０度移相器１３の移相度及びＬＮ−ＭＺ光変調器１４の変調度を調整することによって、最大のＳＳＲを得ることが可能となっている。また、電極１４ｃに印加されるバイアス電圧ＶｂもＳＳＲが最大となる電圧が好ましい。

図４は従来の光フィルタを用いた光ＳＳＢ変調器のブロック構成図である。光ＳＳＢ変調器２０は、ＤＦＢレーザ１１と、マルチキャリア信号発生器１２と、外部変調器２１と、光フィルタ２２とを備えて構成されている。但し、外部変調器２１には、ＥＡ変調器（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎＭｏｄｕｌａｔｏｒ）や、ＬＮ−ＭＺ変調器を用いることができる。

この構成において、外部変調器２１で、ＤＦＢレーザ１１からレーザ光Ｌを、マルチキャリア信号発生器１２から発生されるＢＳ−ＲＦマルチキャリア信号ＲＦにより強度変調することによって光ＤＳＢ変調を行い、光ＤＳＢ変調信号光Ｌ２を光フィルタ２２へ出力する。

光フィルタ２２は、図５に示す透過特性を有し、この透過特性により図６の光スペクトル図に示す光ＤＳＢ変調信号光Ｌ２の片側の側波帯Ｌａを、図２に符号Ｌａ１で示したように抑圧して光ＳＳＢ変調信号光Ｌ３を出力する。つまり、光フィルタ２２の入力側では、光ＤＳＢ変調信号光Ｌ２は図６に光スペクトルを示すように光ＤＳＢ変調がかかっている。しかし、光フィルタ２２を通過するとこの透過特性によって片側側波帯Ｌａが、図２に示すＬａ１のように抑圧されるので光ＳＳＢ変調された光ＳＳＢ変調信号光Ｌ３となる。

Ｄ．Ｆｏｎｓｅｃａ，Ａ．Ｖ．Ｔ．ＣａｒｔａｘｏａｎｄＰ．Ｍｏｎｔｅｉｒｏ，"Ｏｐｔｉｃａｌｓｉｎｇｌｅ−ｓｉｄｅｂａｎｄｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｆｏｒｖａｒｉｏｕｓｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｓｉｇｎａｌｉｎｇｆｏｒｍａｔｓ、"Ｊ．ＬｉｇｈｔｗａｖｅＴｅｃｈ．，ｖｏｌ．２４，ｎｏ．５，ｐｐ．２０５９−２０６９，Ｍａｙ２００６．Ｊ．Ｐａｒｋ，Ｗ．Ｖ．ＳｏｒｉｎａｎｄＫ．Ｙ．Ｌａｕ，"Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｉｂｒｅｃｈｒｏｍａｔｉｃｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｐｅｎａｌｔｙｏｎ１５５０ｎｍｍｉｌｉｍｅｔｒｅ−ｗａｖｅｏｐｔｉｃａｌｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，"Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏ１．３３，ｎｏ．６，ｐｐ．５１２−５１３，Ｍａｒ．１９９７．

ところで、９０度移相器１３を用いた光ＳＳＢ変調器１０においては、サイドバンド抑圧度（ＳＳＲ）の程度が、ＬＮ−ＭＺ光変調器１４の２つの電極１４ａ，１４ｂに入力される電気信号であるマルチキャリア信号Ｃ０，Ｃ９０の振幅と位相の精度に依存するため、高いＳＳＲ値を得るのが困難となるという課題があった。

また、光フィルタ２２を用いた光ＳＳＢ変調器２０においては、マルチキャリア信号ＲＦの変調周波数が高いと高いＳＳＲ値を得ることができるが、変調周波数が低いと高いＳＳＲ値を得ることができないという課題があった。

高いＳＳＲ値を光ＳＳＢ変調器１０，２０によって得ることができれば、光信号伝送を行っても、光ファイバの分散（ＣｈｒｏｍａｔｉｃＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）によっては、波形は変形せず、また、その振幅が一定となり、伝送距離に制限を受けないという理想的な伝送ができる。

しかし、高いＳＳＲ値を光ＳＳＢ変調器１０，２０によって得ることができなければ、光信号伝送を行った際に、光ファイバの分散によっては波形が若干変形し、また、その振幅が一定とならずに増減し、この振幅の増減の程度によっては伝送距離に制限を受けてしまう。

また、光ＳＳＢ化対象のＢＳ−ＲＦマルチキャリア信号ＲＦである高周波信号は、マルチキャリア信号発生器１２において、低周波の中間周波数信号であるＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦから生成される。つまり、ＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号発生器１２ａから発生される低周波の中間周波数信号であるＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦを、アップコンバータ１２ｅにより高周波信号であるＢＳ−ＲＦマルチキャリア信号ＲＦに変換している。

このため、９０度移相器１３を用いる光ＳＳＢ変調器１０及び光フィルタ２２を用いる光ＳＳＢ変調器２０の何れの構成においても、光ＳＳＢ変調信号光Ｌ１又はＬ３を生成するための、電気信号であるＢＳ−ＲＦマルチキャリア信号ＲＦを得るためには、高周波の装置が複数必要となる。このため、光ＳＳＢ変調器１０又は２０の回路構成が複雑且つ高コストとなってしまうという課題があった。

前記課題を解決するために、本発明は、簡易且つ低コストな回路構成で、高いサイドバンド抑圧度の値を得ることを目的とする。

上記目的を達成するために、マッハツェンダ型の分岐導波路に入射されたレーザ光を当該レーザ光の変調用の電気信号で変調し、この変調信号光の両側の側波帯のうち片側の側波帯が抑圧された光ＳＳＢ変調信号光を出力する光ＳＳＢ変調器において、
一定周波数の高周波信号と、所定周波数の信号をヒルベルト変換した信号とを重畳した第１の電気信号と、前記高周波信号をヒルベルト変換した信号と、前記所定周波数の信号とを重畳した第２の電気信号とを、前記レーザ光の変調用の電気信号として用いることを特徴とする光ＳＳＢ変調器とした。

更に、マッハツェンダ型の分岐導波路に入射されたレーザ光を当該レーザ光の変調用の電気信号で変調し、この変調信号光の両側の側波帯のうち片側の側波帯が抑圧された光ＳＳＢ変調信号光を出力する光ＳＳＢ変調器において、所定周波数の信号と、当該所定周波数の信号をヒルベルト変換した信号とを出力する第１の移相手段と、一定周波数の高周波信号と、当該高周波信号をヒルベルト変換した信号とを出力する第２の移相手段と、前記第１の移相手段から出力される所定周波数の信号をヒルベルト変換した信号と、前記第２の移相手段から出力される高周波信号とを重畳して第１の電気信号とする第１の重畳手段と、前記第１の移相手段から出力される所定周波数の信号と、前記第２の移相手段から出力される高周波信号をヒルベルト変換した信号とを重畳して第２の電気信号とする第２の重畳手段と、を備え、前記第１の重畳手段から出力される第１の電気信号と前記第２の重畳手段から出力される第２の電気信号とを、前記レーザ光の変調用の電気信号として用いることを特徴とする光ＳＳＢ変調器である。

上記何れかの構成によれば、例えば第１の電気信号での変調信号光の側波帯が抑圧されるとする。この場合、元のレーザ光である光キャリアを中心として左右対称に生成される変調信号光の両側の側波帯のうち、第２の電気信号での変調信号光では、第１の電気信号での変調信号光における抑圧側波帯と逆側の側波帯が残る。即ち、第２の電気信号のヒルベルト変換された高周波信号での変調による上側側波帯と、所定周波数の信号での変調による下側側波帯とが必要な光強度で残る。この残った内の上側側波帯を新しい光キャリアとすると、下側側波帯が新しい光キャリアに対する必要な側波帯となる。この反対側には変調された信号は全く存在しないので、無限大のＳＳＲ値を得ることができる。

本発明の光ＳＳＢ変調器は、前記第１の移相手段、前記第２の移相手段、前記第１の重畳手段及び前記第２の重畳手段に代え、前記一定周波数の高周波信号及び前記所定周波数の信号の双方が入力され、これら入力された高周波信号及び所定周波数の信号を個別にヒルベルト変換し、このヒルベルト変換された所定周波数の信号と、ヒルベルト変換されない高周波信号とを重畳して第１の電気信号として出力し、また、ヒルベルト変換された高周波信号と、ヒルベルト変換されない所定周波数の信号とを重畳して第２の電気信号として出力する第３の移相手段、を備えたことが望ましい。

この構成によれば、移相手段が１つで済むので、前述の光ＳＳＢ変調器よりも更に、回路構成を簡単で且つ低コストとすることができる。

本発明の光ＳＳＢ変調器は、光ＳＳＢ変調器として、マッハツェンダ型の分岐導波路の各々に更に分岐導波路を組み込んだキャリア抑圧型の光変調器を備え、この光変調器のマッハツェンダ型の分岐導波路の各々に更に組み込まれた分岐導波路を導波するレーザ光を、前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号で変調するようにしたことが望ましい。

この構成によれば、上述と同様に、簡単で且つ低コストな回路構成で、高いＳＳＲ値を得ることができる。

本発明の光ＳＳＢ変調器は、前記所定周波数の信号が、中間周波数信号であることが望ましい。

この構成によれば、レーザ光の光強度の変調に中間周波数信号をそのまま用いるので、従来のような複数の高周波の装置が不要となり、その分、光ＳＳＢ変調器の回路構成を簡易で且つ低コストとすることができる。

本発明の光ＳＳＢ変調器は、前記第１の電気信号での変調信号光及び前記第２の電気信号での変調信号光の光強度をバイアス電圧で調整することが望ましい。

この構成によれば、バイアス電圧で変調信号光の光強度を調整して、より光強度を正確な値とすることができる。

本発明によれば、簡易且つ低コストな回路構成で、高いサイドバンド抑圧度の値を得ることができる光ＳＳＢ変調器を提供することができる。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（第１の実施形態）
図７は、本発明の第１の実施形態に係る光ＳＳＢ変調器の構成を示すブロック図である。
この図７に示す光ＳＳＢ変調器３０は、ＤＦＢレーザ１１と、ＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号発生器１２ａと、信号発生器１２ｃと、第１の移相手段としての９０度移相器１３ａと、第２の移相手段としての９０度移相器１３ｂと、ネスト型ＭＺ光変調器３１とを備えて構成されている。

ＤＦＢレーザ１１は、図２に示した波長１５５９ｎｍの光キャリアのレーザ光Ｌをネスト型ＭＺ光変調器３１へ出力するものである。

ＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号発生器１２ａは、周波数が１．０４９ＧＨｚ〜１．３１８ＧＨｚの衛星（ＢＳ）信号中間周波数（ＩＦ）キャリアであるＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦを９０度移相器１３ａへ出力するものである。但し、ＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦは、８つのキャリア信号であるとする。

信号発生器１２ｃは、一定周波数ｆ_０＝１０．６７８ＧＨｚの高周波信号ＨＳを９０度移相器１３ｂへ出力するものである。

９０度移相器１３ａは、高周波信号ＨＳをヒルベルト変換することにより、元の０°の高周波信号ＨＳに対して９０°の位相差をつけて分岐し、この分岐された９０°の高周波信号ＨＳ９０と０°の高周波信号ＨＳ０とを出力するものである。

９０度移相器１３ｂは、ＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦをヒルベルト変換（９０度移相）することにより、元の０°のＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦに対して９０°の位相差をつけて分岐し、この分岐された９０°のＢＳ−ＲＦマルチキャリア信号ＲＦ９０と０°のＢＳ−ＲＦマルチキャリア信号ＲＦ０とを出力するものである。

但し、９０度移相器１３ａの高周波信号ＨＳ０の出力側と９０度移相器１３ｂのＢＳ−ＲＦマルチキャリア信号ＲＦ９０の出力側とは、第１の重畳手段として電気的に接続されてネスト型ＭＺ光変調器３１の第１の電極３１ｇに接続されている。また、９０度移相器１３ａの高周波信号ＨＳ９０の出力側と９０度移相器１３ｂのＢＳ−ＲＦマルチキャリア信号ＲＦ０の出力側とは、第２の重畳手段として電気的に接続されてネスト型ＭＺ光変調器３１の第２の電極３１ｈに接続されている。

ネスト型ＭＺ光変調器３１は、レーザ光Ｌが通過する２分岐導波路３１ａ，３１ｂの各々の途中にＭＺ型に第１の２分岐導波路３１ｃ，３１ｄと第２の２分岐導波路３１ｅ，３１ｆとが形成された入れ子型を成している。また、第１の２分岐導波路３１ｃ，３１ｄの内側に第１の電極３１ｇが配置され、第２の２分岐導波路３１ｅ，３１ｆの内側に第２の電極３１ｈが配置され、外側の２分岐導波路３１ａ，３１ｂの内側で且つ出力側に第３の電極３１ｉが配置されている。

更に、第１の電極３１ｇには９０度移相器１３ａから出力される高周波信号ＨＳ０と９０度移相器１３ｂから出力されるＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦ９０とが重畳されて第１の電気信号として印加される。第２の電極３１ｈには９０度移相器１３ａから出力される高周波信号ＨＳ９０と９０度移相器１３ｂから出力されるＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦ０とが重畳されて第２の電気信号として印加される。第３の電極３１ｉには図示せぬ電源からバイアス電圧Ｖｂが印加されるように構成されている。なお、第１の電気信号及び第２の電気信号をネスト型ＭＺ光変調器３１へ印加する際、各々の電気信号毎の２つの重畳信号の電力の位相調整を行ってもよい。

つまり、一方の分岐導波路３１ａの電極３１ｇに、無変換の高周波信号ＨＳ０とヒルベルト変換されたＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦ９０とを組にして印加し、他方の分岐導波路３１ｂの電極３１ｈに、ヒルベルト変換された高周波信号ＨＳ９０と無変換のＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦ９０とを組にして印加する構成となっている。言い換えれば、無変換の信号とヒルベルト変換された信号とを互い違いの組み合わせで、マッハツェンダ型の２分岐導波路の電極へ印加する構成となっている。

次に、このような構成の光ＳＳＢ変調器３０の動作を説明する。
信号発生器１２ｃからは、一定周波数ｆ_０＝１０．６７８ＧＨｚの高周波信号ＨＳが出力され、これが９０度移相器１３ａで０°と９０°とに移相される。９０度移相器１３ａから出力される０°の高周波信号ＨＳ０と、他方の９０度移相器１３ｂから出力される９０°のＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦ９０とは、重畳されて第１の電気信号として第１の電極３１ｇに印加される。

ＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号発生器１２ａからは、１．０４９ＧＨｚ〜１．３１８ＧＨｚのＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦが出力され、これが９０度移相器１３ｂで０°と９０°とに移相される。９０度移相器１３ａから出力される９０°の高周波信号ＨＳ９０と、他方の９０度移相器１３ｂから出力される０°のＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦ０とは、重畳されて第２の電気信号として第２の電極３１ｈに印加される。

この際、ＤＦＢレーザ１１から出射されたレーザ光Ｌは、ネスト型ＭＺ光変調器３１に入射されたのち２分岐導波路３１ａ，３１ｂで分岐され、この分岐された一方のレーザ光が更に第１の２分岐導波路３１ｃ，３１ｄで分岐され、他方のレーザ光が更に第２の２分岐導波路３１ｅ，３１ｆで分岐される。

第１の２分岐導波路３１ｃ，３１ｄで分岐されたレーザ光は、第１の２分岐導波路３１ｃ，３１ｄの通過時に第１の電極３１ｇに印加される第１の電気信号中の０°の高周波信号ＨＳ０と９０°のＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦ９０とに応じて光強度が変調される。

第２の２分岐導波路３１ｅ，３１ｆで分岐されたレーザ光は、第２の２分岐導波路３１ｅ，３１ｆの通過時に第２の電極３１ｈに印加される第２の電気信号中の９０°の高周波信号ＨＳ９０と０°のＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦ０とに応じて光強度が変調される。

これら変調信号光は、第１の２分岐導波路３１ｃ，３１ｄ及び第２の２分岐導波路３１ｅ，３１ｆの出力側で合波された後、第３の電極３１ｉに印加されるバイアス電圧Ｖｂで光強度が必要に応じて調整されて２分岐導波路３１ａ，３１ｂの出力で合波され、光ＳＳＢ変調信号光Ｌ４として出力される。

この光ＳＳＢ変調信号光Ｌ４の光スペクトルを図８に示す。
第１の電極３１ｇに印加される第１の電気信号は、互いに周波数が異なり位相が９０°ずれた２つの信号である高周波信号ＨＳ０及びＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦ９０の重畳信号である。第２の電極３１ｈに印加される第２の電気信号は、互いに周波数が異なり位相が９０°ずれ、第１の電気信号と同じ周波数の信号が第１の電気信号と逆位相となった２つの信号である高周波信号ＨＳ９０及びＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦ０の重畳信号である。

ここで、第１の電気信号での変調信号光の側波帯が抑圧されるとする。この場合、第１の電気信号及び第２の電気信号の各々でレーザ光Ｌを変調した際に、元の光キャリア（レーザ光）Ｌを中心として左右対称に生成される変調信号光の両側の側波帯のうち、第１の電気信号での変調信号光の側波帯が抑圧される。即ち、高周波信号ＨＳ０での変調による下側側波帯Ｌｈｓ０と、ＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦ９０での変調による上側側波帯Ｌｉｆ９０とが抑圧される。同時に元の光キャリアＬも抑圧される。

この結果、第２の電気信号における高周波信号ＨＳ９０での変調による上側側波帯Ｌｈｓ９０と、ＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦ０の変調による下側側波帯Ｌｉｆ０とが必要な光強度で残る。上側側波帯Ｌｈｓ９０を新しい光キャリアとすると、下側側波帯Ｌｉｆ０が必要な側波帯となる。この反対側には変調された信号は全く存在しない。この結果、新しい光キャリアＬｈｓ９０を中心に、１１．７２７ＧＨｚ〜１１．９９６ＧＨｚの衛星信号キャリアを片側側波帯Ｌｉｆ０とする光ＳＳＢ変調信号光Ｌ４を得ることができる。

このように、第１の実施形態の光ＳＳＢ変調器３０によれば、新しい光キャリアＬｈｓ９０を中心とする片側側波帯Ｌｉｆ０の反対側には、変調された信号が全く存在しないよにすることができるので、無限大のＳＳＲ値を得ることができる。

また、従来例のようにレーザ光Ｌの光強度の変調に、中間周波数信号（ＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦ）をアップコンバートした高周波信号（ＢＳ−ＲＦマルチキャリア信号ＲＦ）を用いず、中間周波数信号をそのまま用いるようにした。従って、従来のような、複数の高周波の装置が不要となり、その分、光ＳＳＢ変調器３０の回路構成を簡易で且つ低コストとすることができる。なお、ＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦは、中間周波数信号としたが、中間周波数信号以外の信号でもよい。

（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態に係る光ＳＳＢ変調器の構成を示すブロック図である。
この図９に示す光ＳＳＢ変調器４０が第１の実施形態の光ＳＳＢ変調器３０と異なる点は、２つの９０度移相器１３ａ，１３ｂに代え、１つの９０度移相器４１を備えたことにある。

９０度移相器４１は、第１の入力ポートＰ１及び第２の入力ポートＰ２を備えると共に、第１の出力ポートＰ３及び第２の出力ポートＰ４を備え、第１の入力ポートＰ１から入力された高周波信号ＨＳを０°と９０°とに移相し、この内、０°の高周波信号ＨＳ０を第１の出力ポートＰ３へ、９０°の高周波信号ＨＳ９０を第２の出力ポートＰ４へ出力する。また、第２の入力ポートＰ２から入力されたＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦを０°と９０°とに移相し、この内、０°のＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦ０を第２の出力ポートＰ４へ出力し、９０°のＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦ９０を第１の出力ポートＰ３へ出力する。

更に、第１の出力ポートＰ３において、０°の高周波信号ＨＳ０と９０°のＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦ９０とを重畳し、これを第１の電気信号としてネスト型ＭＺ光変調器３１の第１の電極３１ｇへ出力する。第２の出力ポートＰ４において、９０°の高周波信号ＨＳ９０と０°のＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦ０とを重畳し、これを第２の電気信号として第２の電極３１ｈへ出力する。

従って、光ＳＳＢ変調器４０においても、第１の実施形態の光ＳＳＢ変調器３０と同様に、ＤＦＢレーザ１１から出射されたレーザ光Ｌの光強度が、第１の２分岐導波路３１ｃ，３１ｄの通過時に第１の電極３１ｇに印加される第１の電気信号中の０°の高周波信号ＨＳ０と９０°のＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦ９０とに応じて変調される。同時に、レーザ光Ｌの光強度が、第２の２分岐導波路３１ｅ，３１ｆの通過時に第２の電極３１ｈに印加される第２の電気信号中の９０°の高周波信号ＨＳ９０と０°のＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号ＩＦ０とに応じて変調される。

これら変調されたレーザ光は、第１の２分岐導波路３１ｃ，３１ｄ及び第２の２分岐導波路３１ｅ，３１ｆの出力側で合波された後、第３の電極３１ｉに印加されるバイアス電圧Ｖｂで光強度が調整されて２分岐導波路３１ａ，３１ｂの出力で合波され、光ＳＳＢ変調信号光Ｌ４として出力される。

従って、第２の実施形態の光ＳＳＢ変調器４０においても、第１の実施形態の光ＳＳＢ変調器３０と同様の効果を得ることができ、更に、９０度移相器４１が１つで済むので、光ＳＳＢ変調器３０よりも更に、回路構成を簡易で且つ低コストとすることができる。

また、上記のヒルベルト変換には９０度移相器以外にもトランスバーサルフィルタを使用してもよい。即ち、トランスバーサルフィルタをヒルベルト変換に相当する係数を付与することによってヒルベルト変換を行う。

本発明の光ＳＳＢ変調器は、インターネットのアクセス系の一部をワイヤレスとする超高速無線アクセス系や、現在の携帯電話をブロードバンド化した次世代の移動通信、或いは高度道路交通システムなどに適用される。

従来の移相器を用いた光ＳＳＢ変調器のブロック構成図である。従来の移相器を用いた光ＳＳＢ変調器又は光フィルタを用いた光ＳＳＢ変調器から出力される光ＳＳＢ変調信号光の光スペクトル図である。従来のマルチキャリア信号発生器の構成を示すブロック図である。従来の光フィルタを用いた光ＳＳＢ変調器のブロック構成図である。従来の光フィルタの透過特性図である。従来の光フィルタを用いた光ＳＳＢ変調器において光フィルタの入力側で得られる光ＤＳＢ変調信号光の光スペクトル図である。本発明の第１の実施形態に係る光ＳＳＢ変調器の構成を示すブロック図である。第１又は第２の実施形態に係る光ＳＳＢ変調器から出力される光ＳＳＢ変調信号光の光スペクトル図である。本発明の第２の実施形態に係る光ＳＳＢ変調器の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０，２０，３０，４０：光ＳＳＢ変調器
１１：ＤＦＢレーザ
１２：マルチキャリア信号発生器
１２ａ：ＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号発生器
１２ｂ：ミキサ
１２ｃ：信号発生器
１２ｄ：ＢＰＦ
１３，１３ａ，１３ｂ，４１：９０度移相器
１４：ＬＮ−ＭＺ光変調器
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，：電極
２１：外部変調器
２２：光フィルタ
３１：ネスト型ＭＺ光変調器
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ：２分岐導波路
Ｌ：レーザ光
Ｌ１，Ｌ３，Ｌ４：光ＳＳＢ変調信号光
Ｌ２：光ＤＳＢ変調信号光
ＲＦ：ＢＳ−ＲＦマルチキャリア信号
ＲＦ０：０°のＢＳ−ＲＦマルチキャリア信号
ＲＦ９０：９０°のＢＳ−ＲＦマルチキャリア信号
ＩＦ：ＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号
ＩＦ０：０°のＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号
ＩＦ９０：９０°のＢＳ−ＩＦマルチキャリア信号
ＨＳ：高周波信号
ＨＳ：０°の高周波信号
ＨＳ９０：９０°の高周波信号
Ｖｂ：バイアス電圧
Ｐ１：第１の入力ポート
Ｐ２：第２の入力ポート
Ｐ３：第１の出力ポート
Ｐ４：第２の出力ポート

Claims

マッハツェンダ型の分岐導波路に入射されたレーザ光を当該レーザ光の変調用の電気信号で変調し、この変調信号光の両側の側波帯のうち片側の側波帯が抑圧された光ＳＳＢ変調信号光を出力する光ＳＳＢ変調器において、
一定周波数の高周波信号と、所定周波数の信号をヒルベルト変換した信号とを重畳した第１の電気信号と、前記高周波信号をヒルベルト変換した信号と、前記所定周波数の信号とを重畳した第２の電気信号とを、前記レーザ光の変調用の電気信号として用いることを特徴とする光ＳＳＢ変調器。
マッハツェンダ型の分岐導波路に入射されたレーザ光を当該レーザ光の変調用の電気信号で変調し、この変調信号光の両側の側波帯のうち片側の側波帯が抑圧された光ＳＳＢ変調信号光を出力する光ＳＳＢ変調器において、
所定周波数の信号と、当該所定周波数の信号をヒルベルト変換した信号とを出力する第１の移相手段と、
一定周波数の高周波信号と、当該高周波信号をヒルベルト変換した信号とを出力する第２の移相手段と、
前記第１の移相手段から出力される所定周波数の信号をヒルベルト変換した信号と、前記第２の移相手段から出力される高周波信号とを重畳して第１の電気信号とする第１の重畳手段と、
前記第１の移相手段から出力される所定周波数の信号と、前記第２の移相手段から出力される高周波信号をヒルベルト変換した信号とを重畳して第２の電気信号とする第２の重畳手段と、
を備え、
前記第１の重畳手段から出力される第１の電気信号と前記第２の重畳手段から出力される第２の電気信号とを、前記レーザ光の変調用の電気信号として用いることを特徴とする光ＳＳＢ変調器。
前記第１の移相手段、前記第２の移相手段、前記第１の重畳手段及び前記第２の重畳手段に代え、
前記一定周波数の高周波信号及び前記所定周波数の信号の双方が入力され、これら入力された高周波信号及び所定周波数の信号を個別にヒルベルト変換し、このヒルベルト変換された所定周波数の信号と、ヒルベルト変換されない高周波信号とを重畳して第１の電気信号として出力し、また、ヒルベルト変換された高周波信号と、ヒルベルト変換されない所定周波数の信号とを重畳して第２の電気信号として出力する第３の移相手段、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の光ＳＳＢ変調器。
光ＳＳＢ変調器として、マッハツェンダ型の分岐導波路の各々に更に分岐導波路を組み込んだキャリア抑圧型の光変調器を備え、
この光変調器のマッハツェンダ型の分岐導波路の各々に更に組み込まれた分岐導波路を導波するレーザ光を、前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号で変調するようにしたことを特徴とする請求項１から３に記載のいずれかの光ＳＳＢ変調器。
前記所定周波数の信号が、中間周波数信号であることを特徴とする請求項１から４に記載のいずれかの光ＳＳＢ変調器。
前記第１の電気信号での変調信号光及び前記第２の電気信号での変調信号光の光強度をバイアス電圧で調整することを特徴とする請求項１から５に記載のいずれかの光ＳＳＢ変調器。